放射線治療計画データベースに基づく高精度治療計画支援システムの開発

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10J02858
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 馬込 大貴 九州大学, 医学研究院, 特別研究員(DC1)
• キーワード: 放射線治療 / 体幹部定位放射線治療 / 放射線治療計画 / 類似症例 / ビームアングル / コンピュータ支援

研究概要

今年度は、昨年度開発した手法を改良し、ビーム配置を局所的に最適化する手法を新たに開発した。
第一に、昨年度提案した手法を用いて、類似症例を検索し、対象症例の初期ビーム方向を決定した。第二に、リスク臓器と正常組織への線量付与に関するコスト関数を用いて、対象症例のビームアングルを最適化した。最適化された5つのビーム配置を用いて治療計画システム上で5つのプランを作成し、Conformity index、肺の平均線量や、脊髄の最大線量等の11種類の線量評価指標を用いて、最も有用と考えられるプランを自動的に選択した。提案手法を評価するために、10名のテスト症例に本手法を適応した。
結果として、Homogeneity index、Conformity index、V10、V20、肺の平均線量と肺のNTCP(正常組織障害発生確率)において値が有意に改善した(P<0.05)。
我々が提案した手法は、過去の類似症例に基づきビーム配置を最適化するため、各施設の治療計画データベースに従って、その施設に適したビーム配置を提案することが可能である。さらに、手動による高精度放射線治療計画は時間のかかる作業であるが、提案システムを用いることで、治療計画者を支援できる可能性がある。
研究成果は、Journal of Radiation Research誌に英語論文として掲載された。また、これまでに発表した論文が高く評価され、医用画像情報学会平成23年度内田論文賞と、Radiological Physics and Technology誌2011年度優秀論文土井賞(核医学/MR/Informatics分野)を受賞した。

研究成果

• [雑誌論文] Computer-aided beam arrangement based on similar cases in radiation treatment planning databases for stereotactic lung radiation therapy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, et al.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: (In press)
  • DOI: 10.1093/jrr/rrs123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer-assisted determination of the usable beam arrangement from similar treatment plans in stereotactic body radiotherapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of Workshop of Image_Guidance and Multimodal Dose Planning in Radiation Therapy, MICCAI 2012 巻: (CD-R) ページ: 101-107
  • 査読あり
• [学会発表] 類似症例に基づくビームアングルの最適化方法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴, 有村秀孝, 他
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第25回学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] Computer-assisted determination of the usable beam arrangement from similar treatment plans in stereotactic body radiotherapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, et al.
  • 学会等名: Workshop of Image-Guidance and Multimodal Dose Planning in Radiation Therapy, MICCAI 2012
  • 発表場所: Acropolis Convention Center, Nice, France
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] Similar-case-based optimization of beam arrangements in stereotactic body radiation therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, et al.
  • 学会等名: AAPM 54th Annual Meeting
  • 発表場所: Charlotte Convention Center, Charlotte, USA
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] 肺定位放射線治療計画支援のための類似症例に基づくビーム方向自動決定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴, 有村秀孝, 他
  • 学会等名: 第103回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2012-04-14
• [備考]
  • URL: http://web.shs.kyushu-u.ac.jp/~arimura/